浯屿岛海水淡化工程设计报告二

1、浯屿岛海水淡化工程设计报告（二）报告人：汪学龙、林桂添一、取水点的选择一、取水点的选择 浯屿岛的功能区分析 采样点水质分析 管道、运营、维护 结论结 论 选择浯屿岛造船厂附近的海域作为取水点。 优点： 取水点离海水淡化车间距离近，减少管道投资和方便运营管理以及后期设备维护。紧靠造船厂，电力供应充足。而且相比外海取水点，受海浪的影响比较小。二、取水方式的选择二、取水方式的选择1 1、海滩井取水海滩井取水 在海岸线边上建设取水井在海岸线边上建设取水井, ,从井里取出经海床渗滤过的从井里取出经海床渗滤过的海水作为源水。由于经过了天然海滩的过滤海水作为源水。由于经过了天然海滩的过滤, ,海水中的颗海水

2、中的颗粒物被海滩截留粒物被海滩截留, ,浊度低浊度低, ,水质好水质好。 条件：条件： （1 1）适合的为有渗水性的砂质地质构造适合的为有渗水性的砂质地质构造。 当海水经过海岸过滤当海水经过海岸过滤, ,颗粒物被截留在海底颗粒物被截留在海底, ,波浪、海波浪、海流、潮汐等海水运动的冲刷作用能将截留的颗粒物冲回大流、潮汐等海水运动的冲刷作用能将截留的颗粒物冲回大海海, ,保持海岸良好的渗水性保持海岸良好的渗水性; ; （2 2）海滩井取水系统是否海滩井取水系统是否被受被受污染污染的地下水污染。的地下水污染。 （3 3）海水对海岸的腐蚀作用是否会对取水构筑物的寿海水对海岸的腐蚀作用是否会对取水构筑

3、物的寿命造成影响等因素。命造成影响等因素。 不足之处不足之处: :建设占地面积较大、所取原水中可能含有铁建设占地面积较大、所取原水中可能含有铁锰以及溶解氧较低等问题锰以及溶解氧较低等问题。2 2、深海取水深海取水 通过修建管道通过修建管道, ,将外海的深层海水引导到岸边将外海的深层海水引导到岸边, ,再通过再通过建在岸边的泵房为海水淡化工程供应海水。建在岸边的泵房为海水淡化工程供应海水。 优点：优点： 取水位取水位 海面下海面下35 m35 m时时, ,沙、小鱼、水草、海藻、水母沙、小鱼、水草、海藻、水母及其他微生物的含量会减少及其他微生物的含量会减少2020倍倍, ,水质较好水质较好。 条件

4、：条件： 适合海床比较陡峭适合海床比较陡峭, ,最好在离海岸最好在离海岸50 m50 m内内, ,海水深度能海水深度能够达到够达到35 m35 m。如果在离海岸。如果在离海岸500 m500 m外才能达到外才能达到35 m35 m深海水深海水的地区的地区, ,采用这种取水方式投资巨大采用这种取水方式投资巨大。二、取水方式的选择二、取水方式的选择3 3、浅海浅海取水取水 最常见的海水淡化取水方式最常见的海水淡化取水方式, ,虽然水质较差虽然水质较差, ,但由于但由于投资少、适应范围广、应用经验丰富等优势仍被广泛采投资少、适应范围广、应用经验丰富等优势仍被广泛采用。用。 一般常见的浅海取水形式有一

5、般常见的浅海取水形式有: : 海岸式、海岛式、海海岸式、海岛式、海床式等。床式等。海岸式取水海岸式取水条件：条件：海岸陡、海水含泥沙量少、淤积不严重、高低潮海岸陡、海水含泥沙量少、淤积不严重、高低潮位差值不大、低潮位时近岸水深度位差值不大、低潮位时近岸水深度1.0 m,1.0 m,且取水量较且取水量较少的情况。少的情况。优点：优点：取水系统简单取水系统简单, ,工程投资较低工程投资较低, ,运行管理集中。运行管理集中。缺点缺点：易受海潮特殊变化的侵袭易受海潮特殊变化的侵袭, ,受海生物危害较严重受海生物危害较严重, ,泵房会受到海浪的冲击。泵房会受到海浪的冲击。（可以通过（可以通过设计两套设计

6、两套以上以上引水引水管线管线, ,并在引水管上设置闸阀并在引水管上设置闸阀或或将泵房设在距海岸将泵房设在距海岸101020 m20 m的位置的位置来克服）来克服）海岛式取水海岛式取水 条件：条件：海滩平缓海滩平缓, ,低潮位离海岸远。要求建设海岛取低潮位离海岸远。要求建设海岛取水构筑物处周围低潮位时水深水构筑物处周围低潮位时水深1.51.52.0 m,2.0 m,海底为石质海底为石质或砂质且有天然或港湾的人工防波堤保护或砂质且有天然或港湾的人工防波堤保护, ,受潮水袭击可受潮水袭击可能性小。可修建长堤或栈桥将取水构筑物与海岸联系起能性小。可修建长堤或栈桥将取水构筑物与海岸联系起来。来。 优点：

7、优点：供水系统比较简单供水系统比较简单, ,管理比较方便管理比较方便, ,取水量大取水量大, ,在海在海滩地形不利的情况下可保证供水。滩地形不利的情况下可保证供水。缺点缺点：施工有一定难度施工有一定难度, ,取水构筑物如果受到潮汐突变威取水构筑物如果受到潮汐突变威胁胁, ,供水安全性较差。供水安全性较差。海床式取水海床式取水 条件：条件：取水量较大、海岸较为平坦、深水区离海取水量较大、海岸较为平坦、深水区离海岸较远或者潮差大、低潮位离海岸远以及海湾条件恶岸较远或者潮差大、低潮位离海岸远以及海湾条件恶劣劣( (如风大、浪高、流急如风大、浪高、流急) )的地区。的地区。优点：优点：(1)(1)取水

8、主体部分埋入海底取水主体部分埋入海底, ,将泵房与集水井建将泵房与集水井建于海岸于海岸, ,使泵房免受海浪的冲击使泵房免受海浪的冲击, ,取水比较安全取水比较安全；(2)(2)能够取到水质变化幅度小的低温海水。能够取到水质变化幅度小的低温海水。缺点缺点：(1)(1)自流管自流管( (隧道隧道) )容易积聚海生物或泥砂容易积聚海生物或泥砂, ,清清 除比较困难除比较困难; ;(2)(2)施工技术要求较高施工技术要求较高, ,造价昂贵。造价昂贵。 浯屿岛海水淡化取水点海岸相对平缓、但由于海底岩石较多，海水含泥沙量少、淤积不严重、人工建设港湾难度不大，且本项目的取水量较少，可修建长提或栈桥将取水构筑

9、物与海岸联系起来。符合海岛式取水方式，所以建议本项目采用海岛式取水。 三、海水淡化工艺的选择三、海水淡化工艺的选择海水淡化技术热法膜法多级闪蒸法低温多效蒸馏压气蒸馏法反渗透纳 滤电渗析热法 热法海水淡化装置主要是利用沿海地区电厂、石化厂等产生的余热作为热源，对海水进行蒸馏。 适用于大型海水淡化工程。反渗透 反渗透法海水淡化反渗透法海水淡化是是一种膜分离技术一种膜分离技术，反渗透膜，反渗透膜能够在外能够在外加压力作用下使水溶液中的某些组分选择性透过加压力作用下使水溶液中的某些组分选择性透过, , 从而达到淡从而达到淡化、净化或浓缩分离的目的。化、净化或浓缩分离的目的。 适用于海水与苦咸水，规模不

10、限，大中小型均能适应。适用于海水与苦咸水，规模不限，大中小型均能适应。反渗透海水淡化工艺 由于反渗透膜可以阻止无机盐分子的通过，因此反渗透由于反渗透膜可以阻止无机盐分子的通过，因此反渗透工艺技术可以用于海水淡化领域。工艺技术可以用于海水淡化领域。 可以分为三个部分：可以分为三个部分：预处理、反渗透和后处理。预处理、反渗透和后处理。 加上因膜污染而不得不进行的加上因膜污染而不得不进行的膜清洗膜清洗，所以反渗透工艺，所以反渗透工艺一般分四部分。一般分四部分。海水预处理海水预处理目的：目的：(1)(1)充分发挥反渗透淡化系统的技术优越性充分发挥反渗透淡化系统的技术优越性。 (2) (2)保证良好的设

11、计性能和长时间的安全运行保证良好的设计性能和长时间的安全运行。 (3) (3)保证膜的使用寿命保证膜的使用寿命（海水膜的使用寿命海水膜的使用寿命一般一般为为3 3年年) )。 （4 4）去除）去除泥沙、悬浮物、胶体、微生物、有机物、溶泥沙、悬浮物、胶体、微生物、有机物、溶解气体等会对下一步海水利用工艺产生有害作用的物质或解气体等会对下一步海水利用工艺产生有害作用的物质或降低到一定程度使之符合下一步工艺对海水水质的要求降低到一定程度使之符合下一步工艺对海水水质的要求 预处理和清洗不合理，会导致渗透量下降，并需要更换预处理和清洗不合理，会导致渗透量下降，并需要更换新的反渗透组件。因此，在反渗透工程

12、设计上，必须仔细考新的反渗透组件。因此，在反渗透工程设计上，必须仔细考虑预处理系统，以确保反渗透组件的给水质量合格。虑预处理系统，以确保反渗透组件的给水质量合格。 2. 2. 海水预处理的主要方法海水预处理的主要方法 采用加氯消毒、凝聚过滤、加酸调节采用加氯消毒、凝聚过滤、加酸调节pHpH值、投入聚磷酸值、投入聚磷酸盐做阻垢剂、消除余氯以及微滤盐做阻垢剂、消除余氯以及微滤等等。 沉淀：利用重力沉降沉淀：利用重力沉降去除去除中大的悬浮物颗粒或加入化学药中大的悬浮物颗粒或加入化学药剂使水中的暂时硬度生成沉淀物而除去。剂使水中的暂时硬度生成沉淀物而除去。 混凝：用混凝剂使水中细小胶体物质形成大颗粒的

13、过程。混凝：用混凝剂使水中细小胶体物质形成大颗粒的过程。 澄清：将混凝过程产生的大颗粒物质分离出去的过程。澄清：将混凝过程产生的大颗粒物质分离出去的过程。 过滤：水经装有特殊介质的装置，截留水中杂质的过程。过滤：水经装有特殊介质的装置，截留水中杂质的过程。 软化：采用化学药剂、离子交换树脂或纳滤膜除去水中的软化：采用化学药剂、离子交换树脂或纳滤膜除去水中的纳、镁、铁等离子的过程。纳、镁、铁等离子的过程。 消毒：是指加入杀生剂、杀灭海洋污染生物的过程。消毒：是指加入杀生剂、杀灭海洋污染生物的过程。 脱气：用来除去海水中的氧气和二氧化碳等有害气体。脱气：用来除去海水中的氧气和二氧化碳等有害气体。2

14、. 2. 海水预处理的主要方法海水预处理的主要方法 采用多介质过滤器和筒式过滤器等传统方法进行采用多介质过滤器和筒式过滤器等传统方法进行 RO RO 处处理理, , 处理费用低处理费用低, , 但占地面积大、过滤精度低、出水受进水但占地面积大、过滤精度低、出水受进水水质影响大水质影响大; ; 而当处理污染重、水质波动大的海水时而当处理污染重、水质波动大的海水时, , 传统传统处理方法又不能完全去除胶体和悬浮物质处理方法又不能完全去除胶体和悬浮物质, , 难以保证难以保证RORO进水进水要求。要求。 2. 2. 海水预处理的主要方法海水预处理的主要方法 新型海水淡化系统的发展趋势是采用膜法集成系

15、统新型海水淡化系统的发展趋势是采用膜法集成系统(IMS), (IMS), 即将膜法预处理和即将膜法预处理和 RO RO 组合起来。组合起来。IMSIMS具有可靠性高、对原具有可靠性高、对原水的水质变化相对不敏感、操作费用低且均为商品化组件式水的水质变化相对不敏感、操作费用低且均为商品化组件式装置的特点。新型膜法预处理技术主要包括装置的特点。新型膜法预处理技术主要包括: : 连续微滤连续微滤(CMF)(CMF)、浸没式帘式膜过滤、浸没式帘式膜过滤(IMF)(IMF)、超滤、超滤(UF)(UF)、纳滤、纳滤(NF)(NF)以及以及陶瓷膜过滤陶瓷膜过滤(CF)(CF)等。等。 工艺流程中可采用用超滤

16、、微滤或纳滤，可省去部分化工艺流程中可采用用超滤、微滤或纳滤，可省去部分化学试剂学试剂( (如消毒剂如消毒剂) )，进一步提高反渗透单元的进水水质，但，进一步提高反渗透单元的进水水质，但超滤、微滤和纳滤膜的使用寿命均较短，且投资费用比较大。超滤、微滤和纳滤膜的使用寿命均较短，且投资费用比较大。 对于岸边为砂质层的情况，对于岸边为砂质层的情况， 通常采用在岸边打海水井，通常采用在岸边打海水井，取出其井水可降低浊度和微取出其井水可降低浊度和微生物含量，简化预处理。生物含量，简化预处理。浯屿岛取水点海岸地质以浯屿岛取水点海岸地质以岩石为主，考虑是否采用以岩石为主，考虑是否采用以土建方式人工建造渗井。

17、土建方式人工建造渗井。渗井取水示意图渗井取水示意图3 .3 .海水预处理工艺的选择海水预处理工艺的选择1、原水原水沉淀池沉淀池原水泵原水泵石英砂过滤器石英砂过滤器活性炭过滤活性炭过滤器器软化器软化器精密过滤器精密过滤器高压泵高压泵RORO装置装置产水产水 优点：此流程是国内普遍采用的一种流程,该流程简单可靠,投资少成本低,易安装好操作。 缺点：对水质要求较苛刻，原水水质好,对反渗透入水水质就好；原水水质差,对反渗透入水水质就差。反渗透入水受原水水质波动比较大,而且精密过滤器滤芯或滤袋要经常更换或清洗,滤料更换困难。3 .3 .海水预处理工艺的选择海水预处理工艺的选择2、原水、原水沉淀池沉淀池原

18、水泵原水泵介质过滤器介质过滤器精密过滤器精密过滤器超超滤装置滤装置中间水箱中间水箱高压泵高压泵RO装置装置产水产水 优点：有效防止有机物和颗粒污堵,适用于大分子有机物含量高,胶体含量高以及含油较高的水源,满足反渗透的入水要求,减轻了反渗透的负担。 缺点：投资费用高,操作复杂。由于超滤装置本身也是一种过滤膜,它也需要一套适合自己的预处理系统,其寿命与预处理的好坏有直接的关系。3 .3 .海水预处理工艺的选择海水预处理工艺的选择3、原水原水沉淀池沉淀池原水泵原水泵介质过滤器介质过滤器微滤装置微滤装置高压高压泵泵RO装置装置产水产水优点：工艺流程简单,相关设备少,安装方便,占地面积省,操作维护方便,

19、用水节约,自动化程度高。采用中空纤维微滤膜,能较好地满足反渗透人水要求。该膜透水量大,清洗效果明显,防堵防污染能力强,使用寿命与反渗透膜寿命相当。缺点：本工使用日本的中空纤维膜，这种膜的价格昂贵。4 4 . .案例案例1、日本海中道奈多日本海中道奈多海水淡化海水淡化工艺：工艺：渗透取水超滤 RO 系统 占地 4.6 hm2，日处理能力 50 kt，供水人口 25 万。首先是采用渗透取水方式，稳定地抽取清澈的海水，然后采用超滤（UF）膜进行前处理，UF 膜采用的聚偏二氟乙烯系统螺旋形，作用是除掉微生物和极细微离子，与通常的沉淀物过滤相比，污泥少，小型、占地面积小。接着是 RO 系统，高压 RO膜加低压 RO膜，可以